Une première vue complète de l'univers observable

En sciences, une théorie est un modèle ou un cadre de travail pour la compréhension de la nature et de l'humain. En physique, le terme de théorie désigne généralement le support mathématique, dérivé d'un petit ensemble de principes de base et d'équations, permettant de produire des prévisions expérimentales pour une catégorie donnée de systèmes physiques. Un exemple est la « théorie électromagnétique », habituellement confondue avec l'électromagnétisme classique, et dont les résultats spécifiques sont obtenus à partir des équations de Maxwell.

L’adjectif « théorique » adjoint à la description d'un phénomène indique souvent qu'un résultat particulier a été prédit par une théorie mais qu'il n'a pas encore été observé. Par exemple, jusqu’à récemment, les trous noirs étaient encore considérés comme des objets théoriques. Il n'est pas rare dans l'histoire de la physique que des théories aient produit de telles prévisions et que ce soit seulement plus tard que ces dernières aient été confirmées par l’expérience (par exemple : le laser mathématiquement prédit en 1917 par Albert Einstein et réalisé seulement en 1953).

Pour qu’une théorie soit considérée comme faisant partie des connaissances établies, il est habituellement nécessaire que celle-ci produise une expérience critique, c’est-à-dire un résultat expérimental qui n’était prédictible par aucune autre théorie établie.

* Si les conséquences prévues ne sont pas contredites par la réalité observée et mesurée, alors la théorie et ses principes se trouvent confortés.
* Si apparaissent des faits observés et mesurés que la théorie ne prévoit pas, alors soit il faut modifier la théorie, soit il faut en préciser les limites.
* Si la théorie prédit des effets, alors il faut chercher à les observer et à les mesurer. Par exemple, les théories astrophysiques prédictives confirment qu'il y a des lois ou des règles qui régissent le comportement de l'univers. Ainsi :
o les lois de conservation (voir Théorème de Noether),
o les principes de maxima et de minima, comme ceux de Maupertuis et d'Hamilton?